CN208569006U - 工业用直流24v不间断供电电源 - Google Patents

工业用直流24v不间断供电电源 Download PDF

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刘永奇
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    • Y04S20/20—End-user application control systems

Abstract

本实用新型公开了工业用直流24V不间断供电电源，包括供电电路、蓄电池保护电路和报警电路，供电电路采用第一开关电源KGDY1、第二开关电源KGDY2同时对交流220V市电进行降压处理，避免单个开关电源本身出现问题时影响供电电源的稳定性，采用蓄电池BT1作为市电中断时的备用电源，避免市电断电时工业用+24V电源失去供应，并且采用蓄电池保护电路对蓄电池BT1的工作电压进行实时监控保护，避免蓄电池BT1使用过程中电压过低给用电设备带来不良影响，设计报警电路对本实用新型工作状态进行监控预警，给电气维修人员提供故障发生点指示，避免由于线路复杂、维修工作耗时长，给工业生产也会带来延误影响，有效简化了维修工作的复杂度，减少维修时间。

Description

工业用直流24V不间断供电电源
技术领域
本实用新型涉及工业低压用电技术领域，特别是涉及工业用直流24V不间断供电电源。
背景技术
在一些工业供电要求高的场合，PLC系统一般都采用直流24V进行供电，其供电方式大多都是采用单个开关电源将交流220V转换成直流24V的进行供电，此类开关电源在市电停电时不能进行继续供电；并且在常规的24V供电系统中，很多重要的工业设备都仅连接的到一台直流24V的供电设备上面，一旦供电设备出现故障就会给工业生产带来很大的影响，甚至带来安全隐患，造成24V供电设备故障的因素有很多，例如电网波动、短时停电、供电设备稳定性和用电设备故障等等，由于工业用24V供电系统线路复杂，难以快速找出故障发生点，给工业生产也会带来延误影响。
所以本实用新型提供一种新的方案来解决此问题。
实用新型内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的在于提供工业用直流24V不间断供电电源。
其解决的技术方案是：工业用直流24V不间断供电电源，包括供电电路、蓄电池保护电路和报警电路；所述供电电路包括输出为+24V的第一电源输出端、输出为+12V的第二电源输出端和并联设置的第一开关电源KGDY1、第二开关电源KGDY2，第一开关电源KGDY1的输入端通过第一断路器D1连接交流220V市电，第二开关电源KGDY2的输入端通过第二断路器D2连接交流220V市电，第一开关电源KGDY1的正极输出端通过二极管VD5、第二开关电源KGDY2的正极输出端通过二极管VD6共同连接第三断路器D3的正极输入端和降压元件的输入端，降压元件的输出端连接第二电源输出端，第三断路器D3的负极输入端接地，第三断路器D3的正极输出端连接电阻R10的一端和第一电源输出端的正极，第三断路器D3的负极输出端连接电阻R10的另一端和第一电源输出端的负极，第一开关电源KGDY1、第二开关电源KGDY2的负极输出端并联接地；所述蓄电池保护电路包括接触器KM1和蓄电池电压检测电路，接触器KM1的常开开关包括联动的主开关和辅助开关，主开关、辅助开关的一端并联连接第三断路器D3的正极输入端和蓄电池电压检测电路输入端，蓄电池电压检测电路的输出端连接接触器KM1的线圈两端，辅助开关的另一端连接蓄电池的正极，蓄电池的负极接地；所述报警电路包括分别连接第一开关电源KGDY1正极输出端的第一检测电路、连接第二开关电源KGDY1正极输出端的第二检测电路、连接第一电源输出端正极的第三检测电路、连接接触器KM1的主开关另一端的第四检测电路。
优选的，所述蓄电池电压检测电路包括串联的电阻R7、R8，电阻R7的一端连接蓄电池电压检测电路输入端，电阻R7的另一端和电阻R8的一端连接运放器U3A的同相输入端，电阻R8的另一端接地，运放器U3A的反相输入端连接滑动变阻器RP1的滑动端，滑动变阻器RP1的一端连接第二电源输出端，滑动变阻器RP1的另一端接地，运放器U3A的正电源端连接第二电源输出端，运放器U3A的负电源端接地，运放器U3A的输出端通过电阻R9连接电容C2的一端和三极管Q2的基极，电容C2的另一端接地，三极管Q2的集电极连接继电器JDQ1线圈的一端和二极管VD7的阳极，继电器JDQ1线圈的另一端和二极管VD7的阴极连接第二电源输出端，继电器JDQ1常开触点的一端连接第一电源输出端的正极，继电器JDQ1常开触点的另一端连接触器KM1线圈的一端，接触器KM1线圈的另一端和三极管Q2的发射极接地。
优选的，所述第一检测电路包括依次串联连接的电阻R1、指示灯LED1、反相器U1A、二极管VD1，所述第二检测电路、第三检测电路、第四检测电路与第一检测电路并联设置，且包括的电子元件和连接方式均与第一检测电路相同，第一检测电路、第二检测电路、第三检测电路、第四检测电路的并联输出端通过电阻R5接地，且通过电阻R6连接指示灯LED5的正极，指示灯LED5的负极连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极连接蜂鸣器LS1的负极，蜂鸣器LS1的正极通过开关S1连接第二电源输出端，三极管Q1的发射极接地。
优选的，所述降压元件包括型号为7812的稳压芯片U2，稳压芯片U2的接地端接地，稳压芯片U2的输出端连接电容C1的一端和第二电源输出端，电容C1的另一端接地。
由于以上技术方案的采用，本实用新型与现有技术相比具有如下优点：
1.供电电路采用第一开关电源KGDY1、第二开关电源KGDY2同时对交流220V市电进行降压处理，避免单个开关电源本身出现问题时影响供电电源的稳定性，二极管VD5、VD6起到对第一开关电源KGDY1、第二开关电源KGDY2输出隔离作用，避免互相造成的不良影响；
2.采用蓄电池BT1作为市电中断时的备用电源，避免市电断电时工业用+24V电源失去供应，并且采用蓄电池保护电路对蓄电池BT1的工作电压进行实时监控保护，避免蓄电池BT1使用过程中电压过低给用电设备带来不良影响；
3.设计报警电路对本实用新型工作状态进行监控预警，给电气维修人员提供故障发生点指示，避免由于线路复杂、维修工作耗时长，给工业生产也会带来延误影响，有效简化了维修工作的复杂度，减少维修时间。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
工业用直流24V不间断供电电源，包括供电电路、蓄电池保护电路和报警电路。
供电电路包括输出为+24V的第一电源输出端、输出为+12V的第二电源输出端和并联设置的第一开关电源KGDY1、第二开关电源KGDY2，第一开关电源KGDY1的输入端通过第一断路器D1连接交流220V市电，第二开关电源KGDY2的输入端通过第二断路器D2连接交流220V市电，第一开关电源KGDY1的正极输出端通过二极管VD5、第二开关电源KGDY2的正极输出端通过二极管VD6共同连接第三断路器D3的正极输入端和降压元件的输入端，降压元件的输出端连接第二电源输出端，第三断路器D3的负极输入端接地，第三断路器D3的正极输出端连接电阻R10的一端和第一电源输出端的正极，第三断路器D3的负极输出端连接电阻R10的另一端和第一电源输出端的负极，第一开关电源KGDY1、第二开关电源KGDY2的负极输出端并联接地。
蓄电池保护电路包括接触器KM1和蓄电池电压检测电路，接触器KM1的常开开关包括联动的主开关和辅助开关，主开关、辅助开关的一端并联连接第三断路器D3的正极输入端和蓄电池电压检测电路输入端，蓄电池电压检测电路的输出端连接接触器KM1的线圈两端，辅助开关的另一端连接蓄电池BT1的正极，蓄电池BT1的负极接地；
报警电路包括分别连接第一开关电源KGDY1正极输出端的第一检测电路、连接第二开关电源KGDY1正极输出端的第二检测电路、连接第一电源输出端正极的第三检测电路、连接接触器KM1的主开关另一端的第四检测电路。
蓄电池电压检测电路包括串联的电阻R7、R8，电阻R7的一端连接蓄电池电压检测电路输入端，电阻R7的另一端和电阻R8的一端连接运放器U3A的同相输入端，电阻R8的另一端接地，运放器U3A的反相输入端连接滑动变阻器RP1的滑动端，滑动变阻器RP1的一端连接第二电源输出端，滑动变阻器RP1的另一端接地，运放器U3A的正电源端连接第二电源输出端，运放器U3A的负电源端接地，运放器U3A的输出端通过电阻R9连接电容C2的一端和三极管Q2的基极，电容C2的另一端接地，三极管Q2的集电极连接继电器JDQ1线圈的一端和二极管VD7的阳极，继电器JDQ1线圈的另一端和二极管VD7的阴极连接第二电源输出端，继电器JDQ1常开触点的一端连接第一电源输出端的正极，继电器JDQ1常开触点的另一端连接触器KM1线圈的一端，接触器KM1线圈的另一端和三极管Q2的发射极接地。
第一检测电路包括依次串联连接的电阻R1、指示灯LED1、反相器U1A、二极管VD1，第二检测电路、第三检测电路、第四检测电路与第一检测电路并联设置，且包括的电子元件和连接方式均与第一检测电路相同，第一检测电路、第二检测电路、第三检测电路、第四检测电路的并联输出端通过电阻R5接地，且通过电阻R6连接指示灯LED5的正极，指示灯LED5的负极连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极连接蜂鸣器LS1的负极，蜂鸣器LS1的正极通过开关S1连接第二电源输出端，三极管Q1的发射极接地。
降压元件包括型号为7812的稳压芯片U2，稳压芯片U2的接地端接地，稳压芯片U2的输出端连接电容C1的一端和第二电源输出端，电容C1的另一端接地。
本实用新型在具体使用时，第一开关电源KGDY1、第二开关电源KGDY2同时对交流220V市电进行降压处理，避免单个开关电源本身出现问题时影响供电电源的稳定性，二极管VD5、VD6起到对第一开关电源KGDY1、第二开关电源KGDY2输出隔离作用，避免互相造成的不良影响。同时稳压芯片U2将第一开关电源KGDY1、第二开关电源KGDY2输出的+24V电源降至+12V输出，再经电容C1滤波后作为蓄电池保护电路和报警电路的供电电源，即第二电源输出端的+12V电源。为了避免市电断电时工业用+24V电源失去供应，采用蓄电池BT1作为市电中断时的备用电源，但在长时间的市电断电情况下，蓄电池BT1长期使用会出现供电电压降低的情形，后级用电设备也会无法正常工作，为了避免蓄电池BT1使用过程中电压过低带来的不良影响，蓄电池保护电路对蓄电池BT1的工作电压进行实时监控保护。
本实用新型正常接通市电时，第一电源输出端的+24V电源经蓄电池电压检测电路中电阻R7、R8分压后送入运放器U3A中进行比较，此时，+12V电源和滑动变阻器RP1组成运放器U3A的比较端预设电压，预设电压的设定值根据蓄电池BT1最低允许输出电压设定，例如，本实用新型中设定蓄电池BT1最低允许输出电压为22V，则22V电压经电阻R7、R8分压后送入运放器U3A中的电压即为运放器U3A的比较端预设电压，其中调节滑动变阻器RP1的阻值可改变运放器U3A的比较端预设电压值。那么蓄电池电压检测电路中+24V电压的输入会使运放器U3A输出高电平，从而三极管Q2导通，继电器JDQ1线圈得电，常开触点闭合，继而接触器KM1线圈得电，联动的主开关和辅助开关同时闭合，从而蓄电池BT1与第一电源输出端接通使蓄电池BT1处于浮充状态，同时蓄电池BT1也与蓄电池电压检测电路的输入端连通。
当市电断电时，第一开关电源KGDY1、第二开关电源KGDY2失电不再工作，蓄电池BT1输出+24V电压使第一电源输出端、第二电源输出端继续供电输出，随着时间的推移，蓄电池BT1的供电电压会降低，当蓄电池BT1的供电电压低于22V时，蓄电池电压检测电路中运放器U3A翻转，输出由高电平变为低电平，从而三极管Q2截止，继电器JDQ1线圈失电，常开触点断开，继而接触器KM1线圈失电，联动的主开关和辅助开关同时断开，蓄电池BT1停止供电，第一电源输出端、第二电源输出端也随之停止供电，从而对蓄电池BT1和后级用电设备形成保护，当市电恢复正常后，接触器KM1线圈重新得电，联动的主开关和辅助开关同时闭合，蓄电池BT1也将重新进行充电。在蓄电池BT1放电的过程中，为电气维修人员提供充足的时间去检查市电断电原因，通过维修重新恢复供电，并且也为后级用电设备正常用电提供安全保障。
本实用新型正常工作时，报警电路中指示灯LED1-LED4均处于亮起状态，反相器U1A-U1D输出均为低电平，指示灯LED5不亮，三极管Q1截止，蜂鸣器LS1失电不工作。当本实用新型出现故障时，首先报警电路中指示灯LED5和蜂鸣器LS1得电发出声光报警信号提醒电气维修人员进行检修，此时电气维修人员可通过观察指示灯LED1-LED4的工作情况确定故障发生位置。例如，当指示灯LED1不亮，且LED2-LED4亮起时，说明第一检测电路输入端没有输入电压，导致反相器U1A翻转输出高电平，三极管Q1导通触发报警，则可判断第一检测电路输入端的前级电路出现故障，此时电气维修人员就可直接确定第一开关电源KGDY1、第一断路器D1或与其连接的导线某处发生断路。同以上所述判断故障实施例，在指示灯LED1-LED4中1个或1个以上指示灯不亮时，也按照此实施例进行判断，避免由于线路复杂、维修工作耗时长，给工业生产也会带来延误影响，有效简化了维修工作的复杂度，减少维修时间。
综上所述，本实用新型具有很好的稳定性，在市电停电时可以采用备用电源蓄电池BT1继续不间断地提供工业用+24V电源，并且在备蓄电池BT1放电期间进行实时监控保护，避免蓄电池BT1使用过程中电压过低给用电设备带来不良影响，在发生故障时，报警电路给电气维修人员提供故障发生点指示，有效简化了维修工作的复杂度，具有很好的实用价值和开发价值。
以上所述是结合具体实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施仅局限于此；对于本实用新型所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本实用新型技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本实用新型保护范围之内。

Claims (4)

1.工业用直流24V不间断供电电源，其特征在于：包括供电电路、蓄电池保护电路和报警电路；
所述供电电路包括输出为+24V的第一电源输出端、输出为+12V的第二电源输出端和并联设置的第一开关电源KGDY1、第二开关电源KGDY2，第一开关电源KGDY1的输入端通过第一断路器D1连接交流220V市电，第二开关电源KGDY2的输入端通过第二断路器D2连接交流220V市电，第一开关电源KGDY1的正极输出端通过二极管VD5、第二开关电源KGDY2的正极输出端通过二极管VD6共同连接第三断路器D3的正极输入端和降压元件的输入端，降压元件的输出端连接第二电源输出端，第三断路器D3的负极输入端接地，第三断路器D3的正极输出端连接电阻R10的一端和第一电源输出端的正极，第三断路器D3的负极输出端连接电阻R10的另一端和第一电源输出端的负极，第一开关电源KGDY1、第二开关电源KGDY2的负极输出端并联接地；
所述蓄电池保护电路包括接触器KM1和蓄电池电压检测电路，接触器KM1的常开开关包括联动的主开关和辅助开关，主开关、辅助开关的一端并联连接第三断路器D3的正极输入端和蓄电池电压检测电路输入端，蓄电池电压检测电路的输出端连接接触器KM1的线圈两端，辅助开关的另一端连接蓄电池的正极，蓄电池的负极接地；
所述报警电路包括分别连接第一开关电源KGDY1正极输出端的第一检测电路、连接第二开关电源KGDY1正极输出端的第二检测电路、连接第一电源输出端正极的第三检测电路、连接接触器KM1的主开关另一端的第四检测电路。
2.如权利要求1所述的工业用直流24V不间断供电电源，其特征在于：所述蓄电池电压检测电路包括串联的电阻R7、R8，电阻R7的一端连接蓄电池电压检测电路输入端，电阻R7的另一端和电阻R8的一端连接运放器U3A的同相输入端，电阻R8的另一端接地，运放器U3A的反相输入端连接滑动变阻器RP1的滑动端，滑动变阻器RP1的一端连接第二电源输出端，滑动变阻器RP1的另一端接地，运放器U3A的正电源端连接第二电源输出端，运放器U3A的负电源端接地，运放器U3A的输出端通过电阻R9连接电容C2的一端和三极管Q2的基极，电容C2的另一端接地，三极管Q2的集电极连接继电器JDQ1线圈的一端和二极管VD7的阳极，继电器JDQ1线圈的另一端和二极管VD7的阴极连接第二电源输出端，继电器JDQ1常开触点的一端连接第一电源输出端的正极，继电器JDQ1常开触点的另一端连接触器KM1线圈的一端，接触器KM1线圈的另一端和三极管Q2的发射极接地。
3.如权利要求2所述的工业用直流24V不间断供电电源，其特征在于：所述第一检测电路包括依次串联连接的电阻R1、指示灯LED1、反相器U1A、二极管VD1，所述第二检测电路、第三检测电路、第四检测电路与第一检测电路并联设置，且包括的电子元件和连接方式均与第一检测电路相同，第一检测电路、第二检测电路、第三检测电路、第四检测电路的并联输出端通过电阻R5接地，且通过电阻R6连接指示灯LED5的正极，指示灯LED5的负极连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极连接蜂鸣器LS1的负极，蜂鸣器LS1的正极通过开关S1连接第二电源输出端，三极管Q1的发射极接地。
4.如权利要求3所述的工业用直流24V不间断供电电源，其特征在于：所述降压元件包括型号为7812的稳压芯片U2，稳压芯片U2的接地端接地，稳压芯片U2的输出端连接电容C1的一端和第二电源输出端，电容C1的另一端接地。
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